АПОПТОЗ l 1972 год журнал British Journal

АПОПТОЗ

l 1972 год журнал «British Journal of Cancer» J. F. R. Кеrr, А. Н. Wyllie и A. R. Currie «Apoptosis: a basic biological phenomen with wide-implications in tissue kinetics» - представлены убедительные морфологические доказательства существования данного явления l Апоптоз (от греч. απόπτωσις — отделение лепестков от цветов, листопад) — особый генетически запрограммированный и регулируемый тип гибели клетки путем разделения её на части

Кстати… Ежедневно у здорового человека возникает от 50 до 70 миллиардов новых клеток, и такое же количество их гибнет, в основном за счёт апоптоза. За год обновляется столько клеток, что их общий вес равен весу тела

КЛЕТОЧНЫЙ ГОМЕОСТАЗ l ДЕЛЕНИЕ КЛЕТОК l ГИБЕЛЬ КЛЕТОК АПОПТОЗОМ

ОСНОВНЫЕ ФОРМЫ ГИБЕЛИ КЛЕТОК НЕКРОЗ АПОПТОЗ

СХЕМА АПОПТОЗА Клетка сжимается, хроматин конденсируется, ядро разрушается Живая клетка Разрушение Продукты распада уничтожаются лейкоцитами Нет воспаления! Внешний или внутренний сигнал

АПОПТОЗ: Клетка сжимается, хроматин конденсируется Разрушение Продукты распада уничтожаются лейкоцитами Воспаления нет Живая клетка НЕКРОЗ: клетка набухает Клетка лопается, содержимое изливается Распад клетки и ядра вызывает воспаление

Гистологические признаки апоптоза и некроза Апоптоз Некроз Поражает l Поражает группы одиночные клетки клеток l Воспаление отсутсвует l Имеется ответная воспалительная реакция l

Отличие апоптоза от некроза Апоптоз l l l l l Происходит быстро – за 2 – 2, 5 часа Плазмолемма не повреждается Энергозависимый процесс Конденсация хроматина и некоторое сжатие клетки (из-за конденсации цитоплазмы) В клетке синтезируется РНК, эндонуклеазы Под действием эндонуклеаз происходит межнуклеосомная фрагментация ДНК Фрагментация ядра и цитоплазмы с образованием апоптозных телец Клеточная мембрана-приобретает неправильные контуры, ограничивает образующиеся выпячивания цитоплазмы, а затем отшнурованные апоптозные тельца Фагоцитоз апоптозных телец окружающими клетками Воспалительная реакция не возникает Некроз l l l Повреждение плазмолеммы и внутриклеточных мембран Набухание клетки в целом, ядра и других мембранных структур, объем клетки при некрозе возрастает Из-за повреждения лизосомальных мембран происходит хаотичное самопереваривание клетки ферментами лизосом Клеточная мембрана - разрушается В межклеточную среду высвобождаются продукты клеточного распада, что вызывает развитие воспалительной реакции

МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ СТАДИИ АПОПТОЗА l 1 стадия. Сигнальная индукторная: внешние (внеклеточные) и внутриклеточные сигналы l 2 стадия. Эффекторная l 3 стадия. Деградация (деструкция)

Этапы гибели клетки в процессе апоптоза

СХЕМА молекулярных событий при апоптозе Клеточные стрессы (тепловой шок, оксиданты, радикалы) Повреждение ДНК радиацией или УФ, глюкокортикоиды, цитотоксины Рецепторы клеточной смерти на мембране Молекулы-посредники Укорочение до критического уровня теломер Передают сигнал в ядро Передают сигнал на митохондрии Активация эндонуклеаз Выход Цитохрома С и Са 2+ Активация каспаз Деградация ДНК Протеолиз белков

Экспрессия небольшого фрагмента белка p 115 (показано зеленым) приводит к выбросу цитохрома С (красный) из митохондрий в цитоплазму клеток, что приводит к их гибели

ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С АПОПТОЗОМ ПРОЦЕСС ВИДЫ ТКАНЕЙ И КЛЕТОК Эмбриогенез, морфогенез Разные виды Тканевой гомеостаз Кроветворные, лимфоидные, эпителиальные, фибробласты, гормонозависимые ткани (молочной железы и эпителий эндометрия) Прекращение иммунного ответа Т- и В- лимфоциты Действие цитотоксических клеток на мишени Вирусинфицированные, опухолевые клетки Стресс-реакция Лимфоидные клетки

Апоптоз нейтрофила в центре

На левом фото светлые зеленые точки апоптические клетки между будущими мышинными пальцами. Справа - спустя сутки

Раковая клетка в разгар собственного апоптоза (фото Steve Gschmeissner)

ПАТОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С ПОДАВЛЕНИЕМ АПОПТОЗА ПРОЦЕСС ВИДЫ ТКАНЕЙ И КЛЕТОК Неоплазии Лимфомы, карциномы, гормонозависимые опухоли (рак молочной железы, простаты, яичников) Аутоиммунные заболевания Т-и В- клетки, синовиальные, эпителиальные клетки и фибробласты. Вирусные инфекции (аденовирусы, Эпштейн-Барр [В-клетки], вирус герпеса) Лимфоидные и эпителиальные клетки

ПАТОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С УСИЛЕНИЕМ АПОПТОЗА ПРОЦЕСС ВИДЫ ТКАНЕЙ И КЛЕТОК ВИЧ-инфекция Т-лимфоциты Нейродегенеративные заболевания (болезнь Альцгеймера, Паркинсона и т. д. ) Нейроны Гематологические заболевания (анемия, нейтропения и т. д. ) Кроветворные клетки Ишемия Нейроны, кардиомиоциты Интоксикация, гепатит Гепатоциты Атеросклероз Гладкомышечные клетки Катаракта Клетки хрусталика Тиреоидит Тиреоциты

ВАЖНЕЙШИЕ ФУНКЦИИ АПОПТОЗА l l l Обеспечивает нормальное развитие ткани в ходе эмбриогенеза, при росте и терминальной дифференцировке (пример, эритроциты, кератиноциты) Участвует в становлении иммунных реакций Участвует в регуляции жизнеспособности клеток гормонами, факторами роста Участвует в возрастной инволюции органов Поддерживает клеточный гомеостаз Удаляет поврежденные и опухолевые клетки

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!